Die Aufgabe dieser Dissertation war eine eingehende Untersuchung der für die sphäroidbasierte autologe Chondrozytentransplantation verwendeten Chondrozytensphäroide mittels klassischer Lichtmikroskopie und Transmissionselektronenmikroskopie, ergänzt durch Methoden der automatischen Bildanalyse. Ein wichtiger Teil dieser Arbeit war eine Herausarbeitung der optimalen Probenaufbereitung und optimaler Untersuchungsmethoden unter der Voraussetzung einer geringen Probengröße und -anzahl. Die Sphäroide wurden lichtmikroskopisch auf Strukturmerkmale, Größe und Form untersucht. Hierzu wurde sich eine Digitalisierung der Präparate, eine Auswertung mittels ViewPoint Software, sowie eine Hinzunahme algorithmischer Auswertungsmethoden zu Nutze gemacht. Es erfolgte eine lichtmikroskopische und ultrastrukturelle Analyse der Zellkerne unter Einbezug von Zellkernform und Chromatinverteilung.
Ergebnis dieser Arbeit ist eine Überlegenheit der Semidünnschnittpräparate gegenüber den Paraffinpräparaten sowohl im Hinblick auf die Probenaufbereitung als auch die Auswertbarkeit in der Lichtmikroskopie. Es zeigten sich Unterschiede in der Sphäroidgröße, der Zellkerndichte und der Menge und Verteilung eingelagerter Lipide zwischen den Sphäroiden unterschiedlicher Patienten. Des Weiteren konnten Hinweise auf die Ausbildung einer Superfizialschicht in einigen Sphäroiden nachgewiesen werden. Die Betrachtung der Zellkerne ergab sowohl Variationen der Zellkerngröße und -form als auch der Verteilung des Chromatins. Die Implementierung der automatischen Bildanalyse ermöglichte die Hinzunahme neuer Untersuchungsparameter und eine Eliminierung de Stichprobenverzerrung. Die vorliegende Arbeit macht die Notwendigkeit einer ausführlichen Studie der Sphäroide unter Hinzunahme patientenbezogener Parameter und in Zusammenhang mit dem Patientenoutcome deutlich.

The aim of the project was a comprehensive investigation of chondrocyte spheroids used for spheroid-based autologous chondrocyte transplantation through classical light microscopy and transmission electron microscopy, supplemented by automated image analysis methods. The key aspect of this work was the establishment of optimal sample preparation and examination methods while considering a limited sample size and quantity. The spheroids were examined for structural features, size, and shape using light microscopy. To achieve this, digitalization of the specimens was performed, followed by analysis using ViewPoint software and the incorporation of algorithmic evaluation methods.
A light microscopic and ultrastructural analysis of cell nuclei was conducted, involving nuclear shape and chromatin distribution. The outcome of this study indicates the superiority of semi-thin section specimens over paraffin specimens in terms of sample preparation and feasibility for light microscopy. Differences in spheroid size, cell nucleus density, and the amount and distribution of stored lipids were observed among spheroids from different patients. Furthermore, evidence of a superficial layer formation in some spheroids was demonstrated. Examination of cell nuclei revealed variations in nuclear size, shape, and chromatin distribution.
The implementation of automated image analysis allowed for the inclusion of new examination parameters and the elimination of sample bias. This work underlines the necessity for a thorough study of spheroids involving patient-specific parameters and their correlation with patient outcomes.